VENTILACION EN MINAS CALCULOS PARA VENTILACION
Realizando pruebas de ventilación
P d = Pt - P e
2100 < Re < 4000
SALIDA DEDE DE AIRE
ENTRADA DE AIRE
Flujo de diseño = 27.18 m3/min.
Grafica para determinar la Presión directa o de velocidad.
O 203
m3/hr
Caudal requerido por el número de personas: Se requiere una corriente de aire fresco de no menos de tres metros cúbicos por minuto (3 m³/ min.) por persona, en cualquier sitio del interior de la mina. Donde: Q= F x N (m³/ min.) Q = Caudal total para “n” personas que trabajen en interior mina (m³/ min.) F = Caudal mínimo por persona (3 m³/ min.) N = Número de personas en el lugar. A pesar que este método es utilizado con frecuencia, se debe considerar “F” sólo como referencia, pues no toma en cuenta otros factores consumidores de oxígeno, como lo son la putrefacción de la madera, la descomposición de la roca, la combustión de los equipos, etc. Caudal requerido por desprendimiento de gases: Donde: Q= 0.23 x q (m³/ min.) ♦ Q = Caudal de aire requerido por desprendimiento de gases durante 24 horas ♦ q = volumen de gas que se desprende en la mina durante las 24 horas
Caudal requerido por la producción: Este método es usado generalmente en minas de carbón. Para minas metálicas, se debe tomar en cuenta el consumo de madera, ya que ésta fijará el porcentaje de CO2 existente en la atmósfera.
El cálculo se basa sobre la suposición de que la cantidad de gas (CH4 y CO2) que se desprende es proporcional a la producción, expresado en forma matemática:
Donde: Q = Caudal requerido por toneladas de producción diaria (m 3/min.) u = Consumo de aire por tonelada de producción diaria expresada en (m 3/min.) T = Producción diaria en toneladas. Para minas de carbón, "u" varía generalmente entre 1 a 1,7 (m3/min.). En minas metálicas, con poco consumo de madera, varía entre 0,6 a 1 (m3/min.). Si el consumo de madera es alto, puede llegar hasta 1,25 (m3/min.) Caudal requerido por el polvo en suspensión: El criterio más aceptado es hacer pasar una velocidad de aire determinado por las áreas contaminadas y arrastrar el polvo, a zonas donde no cause problemas. Hasta ahora, no hay método de cálculo aceptado por todos, que tome en cuenta el polvo en suspensión. Pero, velocidades entre 30 a 45 m./min. son suficientes para mantener las áreas despejadas.
Caudal requerido por consumo de explosivo: La fórmula que se conoce para este cálculo puede ser criticada, ya que no toma en cuenta varios factores que se expondrán después de presentarla. Al tratarse de minas metálicas, este método es el que más se usa. Toma en cuenta la formación de productos tóxicos por la detonación de explosivos, el tiempo que se estima para despejar las galerías de gases y la cantidad máxima permitida, según normas de seguridad, de gases en la atmósfera. Cada gas tóxico que se produce tiene propiedades distintas a las demás, luego necesitan diferentes porcentajes de dilución, entonces "d" dependerá del explosivo que se esté usando.
Donde: Q = Caudal de aire requerido por consumo de explosivo detonado (m 3/min.) A = Cantidad de explosivo detonado, equivalente a dinamita 60% (Kg.) a = Volumen de gases generados por cada Kg. de explosivo. a = 0.04 (m³/Kg. de explosivo); valor tomado como norma general d = % de dilución de los gases en la atmósfera, deben ser diluidos a no menos de 0.008 % y se aproxima a 0.01 % t = tiempo de dilución de los gases (minutos); generalmente, este tiempo no es mayor de 30 minutos, cuando se trata de detonaciones corrientes. Reemplazando en la fórmula tendremos: Q = (0,04 x A x 100)/(30 x 0,008) m 3/min.
Entonces, tendríamos finalmente: Q = 16,67 x A (m3/min) Caudal requerido por equipo Diesel: Se recomienda un mínimo de 2.83 (m3/min) por HP al freno del equipo para máquinas en buenas condiciones y por equipo. Por lo demás, considerar si es que no se cuenta con la curva de potencia entregada por el fabricante (gráfico KW vs. RPM) o con una recomendación de ventilación para el equipo proporcionada por el fabricante y certificada por algún organismo confiable.
Donde: Q = volumen de aire necesario para la ventilación (m3/min.); V = volumen de gas de escape producido por el motor (m3/min.); c = concentración del componente tóxico, del gas de escape, que se considera en particular (% en volumen); y = concentración máxima, higiénicamente segura, para el componente tóxico que se está considerando (% en volumen). Determinar la Presión (caída total) y la Potencia del ventilador, en una galería donde se está usando métodos convencionales de perforación y voladura. La galería tiene las siguientes dimensiones: alto =17 pie, ancho =17 pie, longitud = 1300 pie Obra a nivel de mina La galería puede ser ventilada usando mangas de 42 pulg. de diámetro. El caudal requerido es 50,000 pie3/min
Frente
Ventilador Auxiliar
R=
K . Per . L 5 .2 A 3
Datos de la Manga: D = 42 pulg. A = 9.6 pie2 Perímetro de la manga (Per) = 11 pie; L = 1300 pie; K = 15 E-10
R = 46.62 E-10 pulg. min² / pie6
Determinar la potencia del ventilador auxiliar Se obtuvo la resistencia del ducto: R = 46.62 E-10 pulg. min² / Pie6 Caída estática: Para la resistencia anterior y un caudal de 50,000 pie3/min
H = RQ
2
L
Caída de velocidad:
HL = 11.65 pulg. H2O V = Q = 50,000 pie3/min A 9.6 pie2 V = 5200 pie/min; w = Peso específico del aire 0.075 lb/pie3 = 1.2 Kg/m3
V H v =w∗ 1098 Caída de energía:
2
( )
HV = 1.7 pulg. H2O
Potencia del Ventilador: HP a =
HT Q 6350
Eficiencia Mecánica:
13.35 * 50000 6350
η=
105.12 HP
HP a ∗100 BHP
BHP = potencia consumida por el motor, HP Considerando la eficiencia del ventilador del 70%, entonces tenemos que: BHP = 105.12 * 100 /70 = 150.1 Hp
